專利名稱：一種控釋化肥及其制造方法
技術領域：
本發明涉及肥料和肥料加工領域，特別是一種利用工農業廢棄物的控釋化肥及其制造方法。
背景技術：
我國化肥的當季利用率，氮肥僅有30-35％，磷肥為10-25％，鉀肥為35-50％，遠低于世界發達國家水平。調查統計表明我國每年流入十大水系中的COD(化學耗氧量)有1445萬t，其中50％源自農用氮肥，近一半湖泊處于嚴重富營養狀態；進入長江、黃河的氮素有92％和88％來自農業。
目前國內外控釋化肥普遍存在的兩個主要問題①污染環境。作為緩/控釋材料的無機物(如硅、沸石、金屬鹽等)、有機高分子聚合物(如聚丙烯酰胺、橡膠等)長期使用，損害農田土壤正常結構，造成嚴重的環境污染；②價格昂貴。國際市場上控釋化肥是普通尿素的5-6倍，限制了在糧食生產中的推廣應用。
發明內容本發明的目的旨在為克服現有技術的不足，而提供一種控釋化肥及其制造方法，該控釋化肥采用不同包封材料復配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，且變質陳化糧、秸稈、油腳等包封材料在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質，有利于改善土壤結構。
本發明為實現上述目的，公開了一種控釋化肥，其特征在于它是按重量百分比由變質陳化糧15-25％，秸稈10-20％，油腳2-5％，其余化肥組成。
本發明為實現上述目的，還公開了一種控釋化肥的制造方法，其特征在于所說的具體步驟如下(1)將除去雜質的變質陳化糧粉碎，過2-3mm篩，取篩下物粉料；(2)將(1)項篩下物粉料送入調質裝置進行調質處理；(3)將除去雜質的秸稈粉碎，過3-4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入水中，成為化肥水溶液；(5)將(3)項秸稈篩下物粉料放入(4)項化肥水溶液中；
(6)將(2)項調質處理的變質陳化糧、(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按比例混勻后，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
本發明的有益效果是(1)秸稈由于具有優良的吸附性，特別是通過膨化形成三維骨架結構，作為包封材料可顯著提高化肥的緩釋效果，而且在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質，解決長期施用化肥造成土地板結的問題，成為長效肥料的補充成分；(2)通過不同包封材料(變質陳化糧、秸稈、油腳)復配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，包封膜的孔隙率、厚度都會影響化肥中小分子的傳質阻力，進而改變擴散的動力學行為，達到控制釋放的目的；(3)在中國推廣應用后，能使1392萬t/a化肥不再通過滲移進入地下水資源、江河湖海，可利用變質陳化糧700萬t/a、秸稈300萬t/a、油腳60萬t/a。
此外，本發明控釋化肥價格僅為美國、日本同類控釋化肥的1/3-1/5，生物降解率＞95％。不僅能夠填補廉價、優質控釋化肥的空白，為農業增效、農民增收創造條件，而且具有國際市場競爭力。
具體實施方式本發明將變質陳化糧粉碎、調質，秸稈粉碎、噴灑化肥水溶液，混入油腳，通過膨化機制成控釋化肥。具體步驟如下(1)將變質陳化糧除去金屬渣、砂石等雜質，送入粉碎機粉碎，過網眼＜3mm篩，取篩下物粉料；(2)將(1)項篩下物粉料送入調質裝置，進行調質處理；(3)將秸稈除去金屬渣、砂石等雜質，送入粉碎機粉碎，過網眼＜4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入1-2倍(重量)的水中，成為化肥水溶液；(5)將(3)項秸稈篩下物粉料放入(4)項化肥水溶液中，按重量比投料，化肥水溶液(按化肥重量計)∶秸稈＝(80-65)∶(20-35)，浸透秸稈粉料后備用；(6)將(2)項調質處理的變質陳化糧、(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按(15-25)∶(83-70)∶(2-5)重量比例混勻，其中(5)項浸入化肥水溶液的秸稈粉料計重時需減去(4)項操作中加入的水量，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
所述變質陳化糧指貯存過程中受到霉菌毒素污染或蟲、鼠、螨害侵蝕的玉米、小麥、高粱或稻米等中的一種或幾種。
所述秸稈為稻草、小麥秸、燕麥秸、玉米秸、豆秸或谷草等中的一種或幾種。
所述油腳為大豆、花生、葵花籽或菜籽等制油時，水洗和精制工序的副產物。
所述化肥為尿素、磷酸銨、硫酸鉀、鈣鎂磷肥、硝酸鉀或過磷酸鈣等中的一種或幾種。
所述粉碎變質陳化糧和秸稈的粉碎機為對輥式粉碎機或錘片式粉碎機。
所述使用的調質裝置為調質軸轉速200-400r/min，通入壓力0.2-0.4MPa、溫度130-150℃過飽和蒸汽的筒式調質裝置。
所述使用的膨化機為雙螺桿膨化機或膨脹器。
所述使用的冷卻器為逆流式冷卻器或圓形干燥冷卻器。
實施例1(1)除去雜質的變質高粱經錘片式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜3mm的篩下粉料；(2)將(1)項篩下粉料150kg送入筒式調質裝置，調質軸轉速200r/min，通入壓力0.4MPa、溫度150℃過飽和蒸汽，調質處理20s；(3)除去雜質的玉米秸經對輥式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜4mm的篩下粉料；(4)將尿素730kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)將100kg(3)項秸稈篩下物粉料浸入1730kg化肥水溶液中備用；(6)將(2)項調質處理粉料150kg、(5)項浸過化肥水溶液的秸稈粉料1830kg(其中1000kg為水)和油腳20kg混勻，進入膨脹器膨化處理；(7)通過逆流式冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
產品主要指標總氮(N)含量≥35.0％，縮二脲含量≤1.0％，產品質量達到歐洲標準化委員會的緩釋肥料特別工作組檢驗的指標。
實施例2
(1)除去雜質的變質玉米經錘片式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜3mm的篩下粉料；(2)將(1)項篩下粉料160kg送入筒式調質裝置，通入壓力0.3MPa、溫度140℃過飽和蒸汽，調質處理15s；(3)除去雜質的稻草經對輥式粉碎機粉碎，過篩取粒度＜4mm的篩下粉料；(4)將過磷酸鈣700kg溶解于1000kg水中，制成化肥水溶液；(5)將120kg(3)項秸稈篩下物粉料浸入1700kg化肥水溶液中備用；(6)將(2)項調質處理粉料160kg、(5)項浸過化肥水溶液的秸稈粉料1820kg(其中1000kg為水)和油腳20kg混勻，送入雙螺桿膨化機進行膨化處理；(7)通過圓形干燥冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
產品主要指標有效五氧化二磷(P2O5)≥10.0％，游離酸(以P2O5計)≤5.0％，產品質量達到歐洲標準化委員會的緩釋肥料特別工作組檢驗的指標。
權利要求
1 一種控釋化肥，其特征在于它是按重量百分比由變質陳化糧15-25％，秸稈10-20％，油腳2-5％，其余化肥組成。
2 一種權利要求1所述的控釋化肥的制造方法，其特征在于所說的具體步驟如下(1)將除去雜質的變質陳化糧粉碎，過2-3mm篩，取篩下物粉料；(2)將步驟(1)的篩下物粉料送入調質裝置進行調質處理；(3)將除去雜質的秸稈粉碎，過3-4mm篩，取篩下物粉料；(4)將化肥溶入水中，成為化肥水溶液；(5)將步驟(3)的秸稈篩下物粉料放入步驟(4)的化肥水溶液中；(6)將步驟(2)的經調質處理的變質陳化糧，與步驟(5)的浸入化肥水溶液的秸稈粉料和油腳按比例混勻后，送入膨化機進行膨化處理；(7)通過冷卻器降溫、降濕，制成控釋化肥。
3 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的變質陳化糧是貯存過程中受到霉菌毒素污染或蟲、鼠、螨害侵蝕的玉米、小麥、高粱或稻米中的一種或幾種。
4 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的秸稈為稻草、小麥秸、燕麥秸、玉米秸、豆秸或谷草中的一種或幾種。
5 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的油腳為大豆、花生、葵花籽或菜籽制油時，水洗和精制工序的副產物。
6 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的化肥為尿素、磷酸銨、硫酸鉀、鈣鎂磷肥、硝酸鉀或過磷酸鈣中的一種或幾種。
7 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的粉碎機為對輥式粉碎機或錘片式粉碎機。
8 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的調質裝置為調質軸轉速200-400r/min，通入壓力0.2-0.4MPa、溫度130-150℃過飽和蒸汽的筒式調質裝置。
9 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的膨化機為雙螺桿膨化機或膨脹器。
10 按照權利要求2所述的方法，其特征在于所說的冷卻器為逆流式冷卻器或圓形干燥冷卻器。
全文摘要
本發明公開了一種控釋化肥及其制造方法。本發明將變質陳化糧廢棄物經粉碎、調質處理，秸稈粉碎浸入化肥水溶液，將它們與油腳按規定比例混勻后，通過膨化機、冷卻器制備控釋化肥。本發明的效果(1)通過不同包封材料復配使用，對化肥有效成分的釋放具有選擇性，包封膜的孔隙率、厚度都會影響化肥中小分子的傳質阻力，進而改變擴散的動力學行為，達到控制釋放的目的；(2)變質陳化糧、秸稈、油腳等包封材料在土壤中微生物的作用下，變成有機的腐殖質，不僅解決長期施用化肥造成土地板結的問題，而且成為長效肥料的補充成分。
文檔編號C05G5/00GK101058518SQ200710057359
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者孫有光, 馬建, 孫光遠 申請人:天津理工大學